Libmonster ID: UA-1560

 Автор: Авилов В. А.

Доктор технических наук В. А. АВИЛОВ, доктор биологических наук С. Д. АВИЛОВА, Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Весной 1976 г. в одном из рейсов научно- исследовательского судна "Академик Курчатов" в Красном море мы экспериментально установили неизвестное ранее явление - жизнь в подводных гидротермах. И хотя это открытие вскоре стало темой успешно защищенных нами докторских диссертаций, официально его зарегистрировали лишь через 20 лет.

стр. 56


КРАСНОМОРСКИЕ ВПАДИНЫ

К экспедиции в северо-западную часть Индийского океана мы готовились серьезно. Прежде всего беспокоило техническое оснащение, поскольку имевшиеся в то время приборы для планируемых исследований нас не удовлетворяли. Во-первых, они не всегда срабатывали точно на нужной глубине, во- вторых, их герметичность была недостаточной, а значит, нельзя было надеяться на сохранение взятой пробы воды в ее исходном состоянии. Словом, потребовался надежный батометр. И его разработал один из авторов этой статьи. Прибор был герметичным и брал пробы точно на заданной глубине. И еще одна особенность, выгодно отличающая его от предшествующих моделей, - он обладал компенсационным свойством, т. е. уравновешивал увеличение объема проб воды или донных осадков с помощью специально разработанной грунтовой трубки. Так что при подъеме с глубин полностью сохранялся исходный компонентный состав образца (на эти две приоритетные разработки получены авторские свидетельства). Следует подчеркнуть: до весны 1976 г. в арсенале отечественной и зарубежной океанологической техники ничего подобного не существовало.

Итак, мы отправились в экспедицию, вооружившись надежным прибором и созданной нами же новейшей методологией изучения океанских вод, частью которой стали газогеохимические и биохимические методы. На одном из них следует остановиться.

В своих исследованиях мы использовали считавшийся тогда ультрасовременным точный, высокоспецифичный биохимический способ определения наличия аденозинтрифосфата (АТФ) * . Особая ценность последнего заключалась в том, что он содержится только в живых клетках и потому служит неоспоримым показателем существования жизни. Это - органическое соединение, носитель макроэнергетических связей, вообще источник энергии в живой клетке. Таким образом, комплексный методологический подход к научным изысканиям в этой экспедиции оказался исключительно верным и весьма плодотворным.

Наш маршрут проходил сначала по Черному и Средиземному морям, затем через Суэцкий канал в Красное море, которое и стало районом первых исследований, где мы сосредоточились на подробном изучении глубоководных гидротермальных впадин. Заметим, что воды в них, по мнению авторитетных специалистов того времени - немецких ученых Е. Дегенса и Д. Росса, безжизненны. С их мнением, конечно, считались, и потому вопрос о возможности биологичес-


* См.: В. И. Авилов, С. Д. Авилова. Два рейса - два океана. - Наука в России, 2000, N 3. (прим. ред.).

стр. 57


ких проявлений в гидротермах Красного моря тогда даже не возникал. Однако все оказалось иначе.

Одной из задач нашей экспедиции было изучение качественного состава вод и донных осадков знаменитых впадин. И достигнув нужной глубины (более 2 тыс. м), батометр четко сработал - захватил пробу воды в метре от дна. Кроме наших ученых, с нетерпением ожидавших подъема образца, на палубе судна со склянками стояли специалисты из Швеции, Германии, США. Спуск и подъем прибора занял около 2 ч. Когда он наконец-то оказался на борту, все бросились проверять, как он закрыт, и действительно ли герметичен. Да, все в порядке!

Но особенно удивило другое: стенки батометра были горячими, что без всякого сомнения свидетельствовало о его прямом попадании в гидротерму впадины Атлан-тис-2, в районе которой работала в тот момент экспедиция. Это была огромная удача! Горячую воду из батометра тут же разобрали на всяческие анализы. Ее температура оказалась 62 о С, соленость - 242% о , что на порядок превышает аналогичные показания, обычно фиксируемые на подобных глубинах.

Еще больше взбудоражили ученых одновременно проведенные нами газогеохимические и биохи-

стр. 58


мические исследования (полученный материал мы сразу же обработали в судовой лаборатории). Результаты буквально ошеломили всех. Они свидетельствовали: в исключительно необычных условиях - в очень горячей воде невероятной солености и при отсутствии кислорода - существует жизнь! Уже тогда мы были абсолютно уверены в правильности выбранной методологии и итогах опыта. А позднее наличие в глубинных подводных гидротермах новой формы жизни подтвердили американские и другие исследователи, назвавшие это открытием, крупнейшим в истории наук о Земле * XX в.

БИОСФЕРА ИНОГО ТИПА

Все это опрокинуло еще недавно господствовавшее представление об определяющей роли фотосинтеза в процессах, которые протекают не только во всей морской толще - от поверхности до дна, но и в верхнем слое донных осадков. Наши натурные эксперименты с использованием ультрасовременных приборов и новейших газогеохимических и биохимических методов позволили установить существование сооб-


* См.: А. П. Лисицын, А. М. Сагалевич. Главное открытие в океане. - Наука в России, 2001, N 1 (прим. ред.).

стр. 59


стр. 60


щества морских организмов в подводных глубинных гидротермах. Это оказалась жизнь, основанная не на энергии фотосинтеза, а на хемолитоавтотрофии, когда в отсутствие кислорода, на недоступных для солнечного света глубинах живые организмы в качестве питательного субстрата используют газы, поступающие ко дну из земных недр.

Хемолитоавтотрофия определяет полную автономность существования данных сообществ организмов: их жизнь абсолютно не связана с вышележащей водной массой и протекающими в ней фотохимическими процессами. Иными словами, была обнаружена биосфера нового типа.

А теперь вернемся на некоторое время назад. Зарубежные ученые еще с начала 70-х годов XX в. упорно искали проявления жизни в морских гидротермах, но безуспешно. Причина неудачи - применение традиционных и весьма несовершенных океанологических методов, непригодных для идентификации организмов не привычной нам биосферы, а иного типа, не связанной с фотосинтетическими процессами.

Наши же данные по аденозин-трифосфату, полученные в 1976 г., показали: гидротермальные воды в виде подводного "озера", заполнившие впадину Атлантис-2 в Красном море, довольно плотно населены микроорганизмами. Их биомасса в двух параллельных пробах составила 40,4 и 44,5 мкг х С х л -1 (глубина - 2121 м). Она оказалась выше по сравнению с биомассой верхних слоев воды: в 4-4,5 раза больше, чем в переходном слое (глубина 2030 м), в 6 раз - чем в промежуточном слое (1000 м), в 1,5 раза - чем в самом верхнем фотическом слое (50 м).

Приведенные сопоставления показывают: в водах гидротерм автономно существуют активные организмы, чью жизнедеятельность никак нельзя связать с явлениями, происходящими в фотическом слое. Тем более, что переходный слой с его высокими градиентами температуры, солености, газосодержания надежно отделяет гидротермальные воды от основной красноморской толщи, препятствуя интенсивному обмену между ними. Это важное обстоятельство и объясняет причину активной жизнедеятельности найденных микроорганизмов.

Одновременно с АТФ в пробах воды впадины Атлантис-2 мы обнаружили газы - углекислый, водород и метан. Они-то и служат питательным субстратом для сообщества организмов. Таким образом, нам удалось установить, за счет каких процессов оно существует, т. е. выявить причинно- следственную связь. Ибо без определения таковой любое впервые наблюдаемое явление не может считаться открытием.

Микроорганизмы, использующие для своей жизнедеятельности названные выше газы, и составляют основу живых сообществ в подводных глубинных гидротермах. Газы поступают туда из недр земной литосферы и создают необходимый поток вещества и энергии, который обеспечивает устойчивое, автономное от внешней основной массы вод существование данных сообществ.

Позднее, в 1981 г. после долгих поисков американские исследователи X. Яннаш и К. Вирсен, наконец, обнаружили микроорганизмы в гидротермах Тихого океана. Но изучая их обычным микробиологическим методом (прямого счета), так и не смогли объяснить, как они здесь развиваются и чем питаются. Это была простая констатация факта существования жизни без установления причинно- следственной связи. И только через несколько лет Яннаш и другие исследователи, применив биохимический метод, аналогичный нашему, подтвердили присутствие там АТФ. Они получили те же, что и мы, соотношения концентраций биомассы активных микроорганизмов и в самой гидротерме, и в окружающих ее водах.

То, что на океанском дне существуют сообщества организмов, или биосферы непривычного нам типа, может иметь весьма перспективное практическое значение для предприятий, в которых потребляют и перерабатывают естественные и выбрасываемые при различных производствах газы, создают экологически чистые замкнутые технологические циклы. Вместе с тем появился шанс успешно решать более широкий круг проблем, поскольку теперь есть новые знания об этапах миграции газов из литосферы, что существенно для прояснения многих вопросов в нефтегазовой науке и практике, касающихся процессов образования и захоронения органического вещества, геохимических методов поиска нефти и газа, теории их происхождения.

Теперь также сформировался совершенно иной взгляд на адаптацию живых организмов к использованию нефотосинтетической энергии; изучены животные, питающиеся хемосинтезирующими бактериями.

И наконец, можно считать, что жизнь, особенно на уровне микроорганизмов, возможна и в глубоких недрах Земли, невзирая на господствующие там высокое давление и температуру. Этому уже есть некоторое подтверждение. В 1991 г. нам пришлось проводить экологические исследования на побережье острова Сахалин, в том числе изучать колонки горных пород, извлеченных при бурении. И в пробе, взятой с глубины 23 м, был обнаружен аденозинтрифосфат, а следовательно, факт существования жизни. К тому же там зафиксирован поток эндогенных газов - гелия, водорода, двуокиси углерода. Несомненно, основой жизни здесь являются микроорганизмы с хемолитоавтотрофным типом обмена веществ.


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ЖИЗНЬ-НА-ОКЕАНСКОМ-ДНЕ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Бельбек ТахумовContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Scientist

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

ЖИЗНЬ НА ОКЕАНСКОМ ДНЕ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 17.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ЖИЗНЬ-НА-ОКЕАНСКОМ-ДНЕ (date of access: 29.11.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
Запрещает ли PayPal азартные игры?
Catalog: Экономика 
10 hours ago · From Україна Онлайн
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
5 days ago · From Україна Онлайн
Аварии на топливе Westinghouse случались и ранее, начиная с 1979 года, когда произошла крупнейшая в истории США авария на АЭС Три-Майл-Айленд, в результате которой зафиксировано расплавление 50% активной зоны реактора. Далее Westinghouse делала попытки торговать с Чехией, однако опасные эксперименты по замене оригинального топлива окончились досрочной его выгрузкой из 1-го энергоблока АЭС Темелин в январе 2007 года, по причине его сильной деформации. Вышедшие из строя вэстингхаусовские тепловыводящие сборки на 3-м энергоблоке Южно-Украинской АЭС были в экстренном порядке заменены на стандартные ТВЭЛовские.
Catalog: Экология 
6 days ago · From Naina Kravetz
HISTORY OF ROADS AND GROUND TRANSPORT ACCORDING TO ARCHEOLOGICAL DATA
Catalog: История 
7 days ago · From Україна Онлайн
BASIC UNIT FOR THE AMERICAN ACCELERATOR
8 days ago · From Україна Онлайн
TRANSITION TO CONTROLLED EVOLUTION OF THE BIOSPHERE
Catalog: Биология 
8 days ago · From Україна Онлайн
DEVONIAN PALEOSOILS OF THE ANDOMA MOUNTAIN
8 days ago · From Україна Онлайн
Безопасно ли брать кредит в Интернете?
Catalog: Экономика 
9 days ago · From Україна Онлайн
Знакомьтесь! Google: Платформа для маркетинга
9 days ago · From Україна Онлайн
Как узнать актуальный курс валют на сегодня?
Catalog: Экономика 
9 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
ЖИЗНЬ НА ОКЕАНСКОМ ДНЕ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones